解析Intel865875芯片组

您现在的位置：cs-ck个人主页硬件文章解析Intel865/875芯片组图/文by濮元恺发布背景为了彻底拉开与对手AMD的距离，2002年11月中旬，Intel决定将下一代的Pentium4处理器FSB频率跳过原计划的677MHz，直接从533MHz提升至800MHz，新Pentium4处理器由开发代号为Springdale和Canterwood的两款芯片组提供新平台。原有的845系列和850系列芯片组由于不支持800MHz的FSB而分别被865（Springdale）和875（Canterwood）系列代替。865系列分为865G、865P/PE，875系列有875P，它们将支持800MHz的FSB频率、双通道DDR400超线程技术、千兆以太网接口、SerialATA等新标准。技术介绍Intel865/875系列支持800MHzFSB的新Pentium4处理器，FSB带宽为6.4GB/s。为满足6.4GB/s的前端总线，Intel采用双通道的DDR400提供内存支持。这是Intel在桌面芯片组方面首次采用双通道内存，看来服务器方面的E7205令Intel很满意，这也标志着Intel对RDRAM的彻底放弃。Intel865/875系列提供对AGP8X的支持，使AGP带宽从1.06GB/s提升至2.1GB/s。除了这些，Intel还提供了许多新技术，让我们一一了解。CSA接口Intel在865/875芯片组增加了一个CSA（CommunicationsStreamingArchitecture）接口以提供对千兆以太网的支持。千兆以太网的带宽是1000Mbps/8=125MB/s，而Intel的HubLink总线带宽是266MB/s，如果将千兆以太网接在南桥芯片上势必占用HubLink总线大量的带宽，影响PCI、ATA等接口的速度。为了解决这个问题，Intel在北桥芯片中加入了CSA接口，它通过提供一条带宽为266MB/s的DNB（DedicatedNetworkBus）总线，绕过PCI总线和HubLink总线，直接与北桥芯片进行数据交换，巧妙的避开了低带宽的限制，又获得了更理想的网络传输性能。CSA还具有直接访问内存的技术，有效利用内存带宽，降低CPU占用率。SerialATA+RAID865/875芯片组搭配了新的南桥芯片——ICH5（编号FW82801EB）/ICH5-R（FW82801ER）。ICH5支持8个USB2.0接口，更重要的是增加了一对SerialATA(串行ATA，是基于一种点对点的传输技术，可有效提升传输速率)接口。865/875芯片组目前支持SerialATA1.0版，最大传输率可达到150MB/s。ICH5-R是与ICH5同时发布的南桥芯片，规格基本与ICH5相同，并能让一对SATA接口实现对RAID0模式磁盘阵列功能的支持。这是芯片组行业第一次将RAID功能整合在南桥芯片中，相对于以往独立的RAID芯片，ICH5-R拥有更好的性能和更低廉的价格（单颗ICH5-R仅比ICH5高出3美元，远低于单颗RAID芯片）。另外，SATA还支持诸如热插拨、无跳线、多硬盘连接等技术，也是新技术应用之一。相对于其他总线的传输速率，硬盘已成为系统的瓶颈。SerialATA+RAID0是目前提高硬盘传输速率的最好途径，Intel在865/875中提供对这项技术的支持，也标志着SerialATA+RAID0开始普及。ExtremeGraphics2ExtremeGraphics2是Intel在865芯片组的北桥芯片中内建的新图形核心。从规格上看，它是原845G中ExtremeGraphics的升级版，Intel声称其性能最多可达到845G的2倍，理论上相当于Geforce4MX420的水平。ExtremeGraphics2的核心频率达到350MHz，而且共享的显存规格最高为双通道DDR400，显存带宽接近6.4GB/s，的确是一颗强劲的图形核心。而且Intel还为其加入了StableImageTechnology稳定图像技术。新推出的ExtremeGraphics2在显存的划分方面不同于以往的图形核心。它需要用户在BIOS中进行设置，从主存中划分一部分作为独立显存，不是以往的系统自动划分，这样有可更利于显存的应用。ECC&PATECC全称是ErrorCheckingandCorrecting，意思是“错误检查和纠正”，是一种广泛应用于工作站、服务器等高端领域的内存技术。ECC和奇偶校验类似，但奇偶校验只能检测错误，ECC可以纠正绝大多数错误。ECC内存使用额外的一个bit存储一个用数据加密的代码，当代码不同时还要进行比较、选择和纠正，这样就会增加处理的开销，降低系统性能。所以ECC内存的模组传输位宽和芯片位宽都高于同等级的非ECC内存。Intel在875中加入了对ECC内存的支持。PAT（或叫做SimpiyTurboMode）全称是PerformanceAccelerationTechnology，意思是内存控制增强技术，整合在875的北桥芯片中，是Intel为875芯片组新开发的一项内存加速技术。PAT可以在内存与前端总线之间建立一个优化的路径，以减少内存到前端总线之间的潜伏期。该技术不对内存提出任何特殊要求，而且从Intel的资料上看，开启后约有整机性能有3%～5%的提升。PAT只有当系统工作在800MHz的FSB和双通道DDR400时才被打开。在访问内存时CPU指令的传送和DRAM颗粒与Bank选择定位方面各缩短了一个时钟周期，单次数据传输中节省了两个时钟周期，这就是沸沸扬扬的PAT技术。实际在内存子项目中有15%左右的性能提升。Intel865/875介绍865系列是Intel用来全面替换845系列的主流芯片组。为了不同用户的需求，Intel推出了865PE、865G、865P、865PL。865PE是865系列中的主流芯片组。从规格上看，865PE用来代替目前的845PE：支持800MHz的FSB、支持超线程技术、支持双通道DDR400、支持AGP8X、搭配ICH5/ICH5R南桥、支持SATA-150、支持CSA结构。865PE规格强悍，相对845PE有着很大进步，既能稳定地支持现有的高端硬件，又能兼容未来的设备。是865芯片组中面向中高端的产品，非常有竞争力，值得购买。865G是Intel上一代整合芯片组845G的接班人，代替845G/GE。规格基本与865PE相同，唯一不同就是在北桥芯片中内建了图形核心ExtremeGraphics2，上文已作出介绍。看来865G在规格和图形核心方面较845G有很大提升，它将和865PE覆盖主流市场的中高领域，推动800MHz前端总线的普及。865P是Intel面向中低端市场的主流芯片组，在规格方面较前两款芯片组有所降低：支持533MHz的FSB、支持超线程技术、支持双通道DDR333、支持AGP8X、搭配ICH5/ICH5R南桥、支持SATA-150、支持CSA结构，没有图形核心。主要是为533MHzFSB的处理器市场和不考虑升级的用户设计，或提供OEM厂商。与845PE相比，它只不过提供了双通道内存的支持和SATA-150，因此只能算是845PE的升级版。缺少了对800MHzFSB的支持，865P的价格自然下降不少，但对现有硬件的稳定支持，一定会使品牌机厂商感兴趣。此外，865的推出，也对Intel845系列芯片组构成巨大压力，845PE芯片的价格纷纷跳水，已接近临界点。875P芯片组是Intel在高端市场上的杀手锏，面向高端桌面市场和服务器市场发售。Intel的工程师称E7205不支持800MHz的FSB，生产成本也较高应该逐渐被875P取代。875P芯片组的基本规格与865PE相同，不在支持RDRAM内存，也放弃了对400MHzFSB的支持，支持服务器专用的ECC内存，并在北桥芯片中打开了PAT，因此北桥封装也相对复杂（1005FCBGA）。这标志着875P在内存方面同时具备了稳定和速度，让Pentium4登上性能之颠。截止发稿之前，笔者又从网上看到关于875P支持两个Socket603插槽Xeon处理器的消息。按照Intel的规划，875P针对的是高端台式机市场而非工作站/服务器市场的，而且Intel从没提及875P对SMP的支持问题，更别提双Xeon处理器了。但支持双Xeon处理器的875P主板的确拉开了与865的距离，加上对于E7505的价格优势，造就了875P的又一卖点。关于865芯片组的PAT技术按照Intel自己的话说，875P芯片组的生产是在品质优秀的865PE基础上打开PAT完成的，也就是说，865PE原本是支持PAT的，只是未被打开罢了。这就给了许多研发能力强的主板厂商做手脚的机会，首先是老大华硕，声称自家的P4P800主板也可以通过BIOS开启PAT。Intel极力制止后，华硕将这种技术改称为自主研发的最新“HyperPath”技术，测试后的确可以提升主板的内存性能。昂达也在其旗舰865PROII主板上加入了“终极加速技术”，用户升级BIOS后就可以大幅度提高主板的内存性能。截止发稿前，已有许多厂商在865PE主板中加入了类似PAT的技术，使内存性能提升，接近甚至超过875P。这样一来，865PE拥有了875P的所有技术（除那个用不着的ECC），再加上其廉价的优势，对875P占据高端市场造成地冲击可想而知，我们完全可以说865PE+PAT=875P。这是Intel不愿看到的，而花865PE的钱，享受875P的性能，广大用户怎能不高兴。当然Intel也不是好惹的，Intel已经向系统制造商和i865PE主机板最终用户发出警告，在i865PE主机板上打开PAT功能，将最终失去Intel对芯片组的质保，同时Intel还勒令主版商停止生产带有PAT的865主板。但为了自己的利益，主板商们对此无动于衷。无奈之下，Intel开始生产不能打开PAT的芯片组。最后，这场关于865芯片组PAT的纷争以主板厂商的胜利告终。而处于对稳定性的考虑，像联想等一些大品牌机厂商，并没有在其应用的865PE主板上打开PAT。865/875对Prescott的支持Prescott是Intel计划将在2003年第四季度上市的处理器，它将采用全新的核心设计，90纳米制程，启始频率3.2GHz，终止频率5GHz，随后完成自己的使命。Prescott在2003年暂时使用Socket478针脚，2004年将发布SocketTLGA775针脚代替。由于使用Socket478平台，人们自然会想到Springdale和Canterwood对PrescottSocket478的支持，再加上媒体的炒作和主板厂商在产品上的承诺（大部分厂商在865/875产品介绍时标称其主板支持Intel下一代处理器——Prescott），Springdale和Canterwood成为理所当然支持PrescottSocket478的芯片组。但Intel在865/875的人气最旺时突然宣称确定Prescott将采用新的主板架构，支持它的主板将在8月份上市。865/875可能重演Socket423850芯片组的悲剧。这一消息在网上公布之后，立刻引起很大反响，导致网友对Intel的痛骂。人们只好看着重金买来的865/875主板成为短命鬼，无法支持Prescott这颗强大的“芯”。这件事的起因是由于大多基于865/875的主板仅支持FMB1.0的电压规范而不支持Prescott的FMB1.5电压规范引起的，并不是严重的芯片组支持问题。这时许多细心的网友在阅读主板说明书发现，华硕的主板支持的是FMB2.0的电压规范，兼容FMB1.5应该不成问题。从华硕和技嘉也传出消息，声称自家的865/875主板完全与Prescott兼容，但都是以非官方的形式传出，不免让人担心。那么Intel计划支持Prescott的芯片组是谁？其实是以下两款：Intel不久前发布了新款芯片组--848P